[發明專利]一種壓鑄用高強度含Ca和Hf鋁釔合金

在審

• 申請號: 201711349150.3
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108251719A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 楊長江
• 申請（專利權）人: 廣州宇智科技有限公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/02;C22F1/02;C22F1/053
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本發明公開了一種壓鑄用高強度含Ca和Hf鋁釔合金其加工工藝。按重量百分比計，合金的化學成分為：Y:0.8?2.0wt.%,Ba:0.6?0.8wt.%,Zn:2.5?3.2wt.%,Ca:0.6?1.5wt.%,Cu:0.4?0.9wt.%,Zr:0.1?0.2wt.%,Hf:0.2?0.5wt.%,Er:0.6?0.8wt.%，余量為鋁。該鋁釔合金材料具有良好的鑄造性能，適合于薄壁零件的保護氣氛下的壓力鑄造。特別是適合鑄造要求具備輕量化特征的輕型結構材料，具有巨大的市場前景。

技術領域

本發明涉及合金技術領域，具體地說，涉及一種鋁釔合金。

背景技術

把釔作為合金元素加到鋁中，就形成了鋁釔合金。釔能提高鋁合金彈性模量。一般來說,向鋁合金中每添加1wt.%釔，其彈性模量則會上升約7.3%。鋁釔合金主要為飛機和航空航天設備而研制的，因此也主要應用于航空航天領域，還應用于軍械和核反應堆用材，坦克穿甲彈，魚雷和其它兵器結構件方面。鋁釔合金可以在軍用飛機、民用客機和直升飛機上使用，主要用于機身框架、艙門、燃油箱等。采用鋁釔合金制造飛機，其重量可以減輕12.6wt.%，燃料節省5.3%，飛機制造成本可下降2.1%，每架飛機每年的飛行費用可降低2.5%。隨著新世紀對節能和環保的要求，鋁釔合金在航空、航天及汽車工業中的應用會越來越廣泛。

鋁釔合金具有如下特點.(1)強度好。用其代替常規的高強度鋁合金可使結構質量減輕10-20%，剛度提高15-20%。(2)減振性好。與鋁合金、鋼、鐵相比具有較低的彈性模量，在同樣受力條件下，可消耗更大的變形功。具有降噪、減震功能，可承受較大的沖擊震動負荷。(3) 鋁釔合金電磁屏蔽性能和導熱性能比較好。適用于電子產品的殼罩，如手機外殼。鋁釔合金與鋁，銅等有色金屬一樣具有非火花性，適合做礦山設備和粉粒操作設備。(4)鋁釔合金具有較高的尺寸穩定性。由于相變及引起的尺寸變化接近于零，適合做樣板，夾具和電子產品外罩。(5)鋁釔合金的動力學粘度低。相同的液體狀態下充型速度遠大于鋁合金。此外，合金熔點低、比熱容和相變潛熱小，故其熔化能耗少，凝固速度快。

但是, 鋁釔合金中加入鋇和鈣，二者都屬于活潑元素,在大氣環境下很容易和氧氣或者氮氣進行劇烈的反應而產生燃燒或者爆炸。在鋁釔合金冶煉過程中, 為了防止鋁釔熔體的氧化燃燒，傳統中通常采用保護氣體或者熔劑保護熔煉。（1）氣體保護熔煉：氣體保護熔煉通常是指熔煉過程中在鋁釔合金熔體表面填充惰性氣體或者能夠與鋁釔合金反應生成致密保護膜的氣體，從而隔絕空氣中的氧。(2)熔劑保護熔煉：熔煉鋁釔合金用的熔劑有覆蓋作用。熔融的熔劑借助表面張力的作用，在熔體表面形成連續、完整的覆蓋層。隔絕空氣，阻止鋁釔合金與空氣中氧氣、水分的反應，防止了氧化。但是，這兩種方法的使用都因其存在難以避免的缺陷而受到限制。例如,易產生有毒氣體污染環境和造成熔劑夾雜而損害合金性能。而且熔劑夾雜容易成為產品在使用過程中的腐蝕源，加速材料腐蝕，降低使用壽命。此外，熔劑中的氯鹽和氟鹽在高溫下易揮發產生某些強腐蝕性氣體，破壞廠房、設備及生態環境。

鋁合金壓力鑄造是利用外加的壓力，借助模具一定的溫度梯度，讓鑄件按設定的凝固方向凝固，以利鑄件及時得到熔體的補充。再加上機臺，模具合理的設計、司爐、澆筑員的正確操作，才能鑄造出理想的鑄件。但是，當鋁釔合金充型和補縮進行鑄造時，熔體澆注及充型過程中容易產生紊流，使合金液易卷氣和氧化，因此在鋁合金鑄件中容易產生針孔、氣孔及夾雜等缺陷。

本發明提供了一種壓鑄用高強度含Ca和Hf鋁釔合金，且最終產品具有現有鋁釔合金的力學性能。該鋁釔合金具有低的液固相凝固溫度范圍，可以解決鑄造時熱裂傾向大，鑄造空洞和疏松明顯，熔體處理工藝粗放、質量差、熱裂傾向大、鑄造性能差，制品成品率低、高溫強度低、廢品料及渣料回用性差等技術難題。同時，該鋁釔合金材料適合于薄壁零件的保護氣氛下的壓力鑄造，特別是適合鑄造要求具備輕量化特征的輕型結構材料，具有巨大的市場前景。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，提供一種壓鑄用高強度含Ca和Hf鋁釔合金。